智能家居的各種網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議介紹

Zigbee和Z-Wave是目前主要的智能家居網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，Thread則是一個(gè)強(qiáng)大的新來者，而Dotdot作為新的Zigbee -Thread聯(lián)合協(xié)議，可能會(huì)變得更好。

如果你擁有SmartThings或Nest之類的智能家居產(chǎn)品，則可能熟悉它們背后的一些技術(shù)。 例如，Zigbee和Z-Wave等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議目前主導(dǎo)著整個(gè)智能家居行業(yè)，而較年輕的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)Thread作為爭(zhēng)奪市場(chǎng)份額的有力競(jìng)爭(zhēng)者正在取得不錯(cuò)進(jìn)展。 盡管這看起來像是行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者之間的持久競(jìng)爭(zhēng)，但競(jìng)爭(zhēng)格局遠(yuǎn)遠(yuǎn)要比從中選擇一個(gè)更為復(fù)雜。

技術(shù)概述

在深入探討具體細(xì)節(jié)之前，有必要了解這些協(xié)議棧的工作方式及其含義。

如上圖所示，這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議典型的4層(連接層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層)模型結(jié)構(gòu)，Zigbee，Z-Wave，Thread和其它數(shù)據(jù)通信協(xié)議都是明確定義了從設(shè)備硬件向最終用戶傳輸信息的方法。如果設(shè)備制造商不遵循這些規(guī)范，則其產(chǎn)品可能無法與行業(yè)中的其他產(chǎn)品或平臺(tái)進(jìn)行通信。

Zigbee

Zigbee建立在IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范基礎(chǔ)上。它定義了可以在短距離內(nèi)傳輸少量數(shù)據(jù)的無線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)。可以通過使用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)來擴(kuò)展此范圍，該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)使用附近的設(shè)備能夠?qū)⑿畔魉偷礁h(yuǎn)的設(shè)備上。

Zigbee主要在2.4GHz無線電頻段中運(yùn)行，但是，某些設(shè)備在MHz范圍的高頻段運(yùn)行(例如，歐盟的868MHz，美國(guó)的915MHz)。如今，Zigbee產(chǎn)品已被全球消費(fèi)者廣泛采用。但是，也正是由于它廣泛地使用在了從家庭自動(dòng)化到智能能源和醫(yī)療保健等等各種應(yīng)用上，因此制造商之間的互操作性受到限制。

Zigbee協(xié)議棧，應(yīng)用層ZigBee Cluster Library 現(xiàn)在稱為：Dotdot

Z-Wave是另一個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，但是，它在918/860MHz的較低頻段上運(yùn)行。它是以降低數(shù)據(jù)速率為代價(jià)，實(shí)現(xiàn)了更好的設(shè)備間信號(hào)傳輸范圍。 與Zigbee一樣，Z-Wave支持多種產(chǎn)品，從智能鎖到聯(lián)網(wǎng)的恒溫器。在某些情況下，Z-Wave可以與Zigbee產(chǎn)品一起使用。例如SmartThings Hub。

Z-Wave協(xié)議棧

Thread

與上述兩個(gè)技術(shù)相比，Thread是一個(gè)更年輕，建立較少的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。它也是基于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建，使用2.4GHz頻率。Thread并未定義應(yīng)用層，這意味著可以使用其他應(yīng)用層協(xié)議，例如MQTT。 盡管其產(chǎn)品市場(chǎng)供應(yīng)較少，但Nest Thermostat等設(shè)備可具備較好競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，例如節(jié)省能源，從而讓消費(fèi)者在Zigbee/Z-Wave生態(tài)系統(tǒng)之外，有更多選擇的空間。

Thread 協(xié)議棧

DotDot及智能家居技術(shù)的未來

在過去的幾年中，定義各自標(biāo)準(zhǔn)的Zigbee聯(lián)盟和Thread Group共同合作開發(fā)了DotDot，DotDot是針對(duì)各自設(shè)備應(yīng)用層的開放標(biāo)準(zhǔn)。DotDot的目的是促進(jìn)跨技術(shù)和平臺(tái)的互操作性，以統(tǒng)一智能家居產(chǎn)品。該統(tǒng)一協(xié)議從理論上解決了不同類型的Zigbee設(shè)備內(nèi)的互操作性問題，以及不同智能家居技術(shù)堆棧(例如Thread)之間的互操作性問題。

Dotdot 1.0規(guī)范于2019年1月發(fā)布。不同于ZigBee是一“完整”的解決方案，dotdot語言并非局限于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)。dotdot可以使用其它形式的連接，諸如Wi-Fi、藍(lán)牙、以太網(wǎng)、甚至有線等等，因此即使設(shè)備不具有ZigBee兼容性也可連接。

同時(shí)，2019年12月，谷歌宣布，將與亞馬遜和蘋果(三大智能家居廠商)一起致力于為智能家居采用聯(lián)合無線物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，這項(xiàng)新的連接標(biāo)準(zhǔn)旨在使智能家居產(chǎn)品之間的連接互動(dòng)更加容易。

由此，我們可以預(yù)見，隨著智能家居行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的合作與努力，交叉相互兼容的智能家居消費(fèi)體驗(yàn)離我們又進(jìn)了一步。
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